[發(fā)明專利]壓力平衡裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010008259.6
• 申請日: 2020-01-06
• 公開（公告）號: CN113073307A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 向洪春;陳長榮
• 申請（專利權(quán)）人: 上海思擎企業(yè)管理合伙企業(yè)（有限合伙）
• 主分類號: C23C16/455
• 分類號: C23C16/455;C23C16/44;C30B25/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種壓力平衡裝置，包括：主路管道，包括第一進(jìn)氣口和第一出氣口，第一出氣口與反應(yīng)腔連通；廢氣管道，包括第二進(jìn)氣口和第二出氣口；至少一個反應(yīng)氣體管道，每個反應(yīng)氣體管道包括第三進(jìn)氣口和第三出氣口，第三出氣口分別與第一支路和第二支路連接，第一支路和主路管道連接，第一支路內(nèi)設(shè)置有主路閥，第二支路和廢氣管道連接，第二支路內(nèi)設(shè)置有旁通閥；壓力傳感器，設(shè)置在主路管道內(nèi)，用于檢測主路管道內(nèi)的壓力；壓力控制器，與壓力傳感器連接，設(shè)置在廢氣管道內(nèi)，用于控制廢氣管道內(nèi)的壓力以使得廢氣管道內(nèi)的壓力與主路管道內(nèi)的壓力始終保持平衡。本發(fā)明的壓力平衡裝置能夠保持主路管道和廢氣管道的壓力始終平衡。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化學(xué)氣相沉積(CVD)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于CVD設(shè)備的壓力平衡裝置。

背景技術(shù)

第三代化合物半導(dǎo)體材料如GaN、SiC等的生長主要采用CVD設(shè)備，反應(yīng)原理是反應(yīng)氣體流經(jīng)被加熱到反應(yīng)溫度的基片(即襯底)表面，發(fā)生化學(xué)生成單晶薄膜。反應(yīng)氣體的種類較多，進(jìn)入反應(yīng)腔時是以一定的時間順序進(jìn)入的，不同的外延層對應(yīng)了不同類型的反應(yīng)氣體。外延單晶材料的一個重要的指標(biāo)就是界面的陡峭度，也可以理解成每層材料的純度，每層界面越陡峭越好。這就要求每種氣體的純度需要達(dá)到7N甚至9N，同時生長過程中對每種氣體的開啟和關(guān)閉必須做到獨(dú)立而又平穩(wěn)，不允許通一種氣體時有另外的殘余氣體順帶通入。

在現(xiàn)實應(yīng)用中，基本上都是用組合閥門進(jìn)氣的方式，反應(yīng)氣體被送入反應(yīng)腔之前先通過旁通閥通入廢氣管道，其目的是讓反應(yīng)氣體的濃度、溫度、壓力有一個穩(wěn)定過程，在需要用到的時候開啟主路閥同時關(guān)閉旁通閥，將氣體切入反應(yīng)腔。由于反應(yīng)氣體的量比較小，通過氣路到達(dá)反應(yīng)腔的時間較長，所以主路管道進(jìn)氣口需要有一定量的吹掃氣體將反應(yīng)氣體快速送達(dá)反應(yīng)腔。由于主路管道和廢氣管道通入的氣體流量、管道大小等都存在差異，導(dǎo)致兩管道內(nèi)部存在壓力差，氣體切換的時候有交叉污染的風(fēng)險，尤其是當(dāng)廢氣管道壓力大于主路管道的壓力時，廢氣管道內(nèi)的其他氣體在切換的一瞬間可能會進(jìn)入主路管道，造成生長的材料質(zhì)量下降甚至報廢。只有主路管道和廢氣管道壓力相等時，被切換的氣體才會在等壓的條件下平穩(wěn)地從廢氣管道切換至主路管道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種壓力平衡裝置，能夠保持主路管道和廢氣管道的壓力始終平衡。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個技術(shù)方案是提供一種壓力平衡裝置，包括：

主路管道，包括第一進(jìn)氣口和第一出氣口，所述第一出氣口與反應(yīng)腔連通；

廢氣管道，包括第二進(jìn)氣口和第二出氣口；

至少一個反應(yīng)氣體管道，每個所述反應(yīng)氣體管道包括第三進(jìn)氣口和第三出氣口，所述第三出氣口分別與第一支路和第二支路連接，所述第一支路和所述主路管道連接，所述第一支路內(nèi)設(shè)置有主路閥，所述第二支路和所述廢氣管道連接，所述第二支路內(nèi)設(shè)置有旁通閥；

壓力傳感器，設(shè)置在所述主路管道內(nèi)，用于檢測所述主路管道內(nèi)的壓力；

壓力控制器，與所述壓力傳感器連接，設(shè)置在所述廢氣管道內(nèi)，用于控制所述廢氣管道內(nèi)的壓力以使得所述廢氣管道內(nèi)的壓力與所述主路管道內(nèi)的壓力始終保持平衡。

在本發(fā)明的一具體實施例中，所述壓力傳感器設(shè)置在所述反應(yīng)氣體管道的上游。

在本發(fā)明的一具體實施例中，所述壓力控制器設(shè)置在所述廢氣管道內(nèi)靠近所述第二出氣口的一端，且位于所述反應(yīng)氣體管道的下游。

在本發(fā)明的一具體實施例中，所述主路管道內(nèi)設(shè)置有第一氣體流量計，所述第一氣體流量計用于控制所述主路管道內(nèi)的氣體流量。

在本發(fā)明的一具體實施例中，所述第一氣體流量計設(shè)置在所述主路管道內(nèi)靠近所述第一進(jìn)氣口的一端，且位于所述壓力傳感器的上游。

在本發(fā)明的一具體實施例中，所述廢氣管道內(nèi)設(shè)置有第二氣體流量計，所述第二氣體流量計用于控制所述廢氣管道內(nèi)的氣體流量。